KAOLINITISASI DAN MOBILITAS UNSUR TANAH JARANG PADA PROFIL PELAPUKAN BATUAN GUNUNGAPI DI PUNCAK MANDEH, SUMATRA BARAT: KAOLINITIZATION AND RARE EARTH ELEMENTS MOBILIZATION OF A VOLCANIC ROCK WEATHERING PROFILE IN PUNCAK MANDEH, WEST SUMATRA

MAKALAH ILMIAH KAOLINITISASI DAN MOBILITAS UNSUR TANAH JARANG PADA PROFIL PELAPUKAN BATUAN GUNUNGAPI DI PUNCAK MANDEH, SUMATRA BARAT KAOLINITIZATION AND RARE EARTH ELEMENTS MOBILIZATION OF A VOLCANIC ROCK WEATHERING PROFILE IN PUNCAK MANDEH, WEST SUMATRA Ronaldo Irzon, Kurnia, Purnama Sendjaja, dan Verry E. Setiawan Pusat Survei Geologi ABSTRAK Proses pelapukan berlangsung di permukaan bumi terutama pada wilayah beriklim tropis dan menyebabkan mobilisasi elemen dari batuan induk. Pelapukan menarik untuk dipelajari karena seringkali dikaitkan dengan pengayaan bahan-bahan ekonomis seperti besi, alumina, dan UTJ. Profil pelapukan batuan gunungapi Tersier tersebar di Sumatra yang beriklim tropis. Studi ini bertujuan untuk menjabarkan proses kaolinitisasi dan proses mobilisasi UTJ pada profil pelapukan batuan gunungapi di timur Puncak Mandeh, Sumatra Barat. Perangkat XRF dan ICP-MS dimanfaatkan untuk mengukur kelimpahan oksida utama, unsur jejak, dan UTJ. Kenaikan IOL terbukti terjadi searah dengan tingkat pelapukan. Kaolinitisasi pada pelapukan di Puncak Mandeh ditunjukkan oleh diagram segitiga SiO2-Al2O3-Fe2O3T. Feldspar dan mika yang rentan terhadap pelapukan langsung berubah menjadi kaolinit pada tahap awal pelapukan untuk menjelaskan variasi oksida utama pada profil pelapukan. Proses pelapukan telah meningkatkan jumlah alumina dan besi secara signifikan relatif terhadap batuan induk. Tidak terdapat pengayaan UTJ pada horizon pelapukan dibandingkan dengan komposisinya pada batuan induk. Sebagian Ce teroksidasi menjadi Ce4+ dan tertinggal di horizon saprolit. Kondisi ini membuat mobilitas Ce yang searah tingkat pelapukan berbeda dengan unsur UTJ lainnya. Kata kunci: batuan gunungapi, kaolinitisasi, pelapukan, UTJ ABSTRACT The weathering process occurs on the Earth's surface, especially in tropical climates, and causes the parent rock's mobilization of elements. Weathering is interesting because it is often associated with the enrichment of economic materials such as iron, alumina, and REEs. The weathering profile of Tertiary volcanic rocks is spread across tropical Sumatra. This study aims to describe REEs' kaolinization and mobilization process on the weathering profile of volcanic rocks in the east of Mandeh Peak, West Sumatra. XRF and ICP-MS devices are utilized to measure the abundance of major oxides, trace elements, and REEs. The increase in IOL is proven to occur in the same direction as weathering levels. A triangular diagram of SiO2-Al2O3Fe2O3T indicates kaolinization on weathering at Mandeh Peak. Feldspar and mica were prone to weathering and instantly turn into kaolinite in the early stages of weathering to explain the main oxide variations in weathering profiles. The weathering process has increased the amount of alumina and iron significantly relative to the parent rock. There is no REEs enrichment on any of the weathering horizons other than its composition on the parent rocks. Part of Ce is oxidized into Ce4+ and left on the saprolite horizon. This condition makes Ce's mobility in the direction of weathering level is different from other REEs. Keywords: kaolinitization, REE, volcanic rock, weathering Buletin Sumber Daya Geologi Volume 16 Nomor 1 - 2021 37 MAKALAH ILMIAH PENDAHULUAN Pelapukan adalah proses dekomposisi batuan maupun mineral di permukaan bumi. Proses ini mudah ditemukan di berbagai wilayah dengan bermacam jenis batuan induk dan dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan kondisi lingkungan pada masa lampau (Fernández-Caliani dan Cantano, 2010; Bazilevskaya dkk., 2013; Sahoo dkk., 2017; Fernández-Caliani, 2018). Mekanisme ini lebih rentan terjadi pada wilayah tropis akibat adanya derajat kelembaban tinggi dan siklus hujan sepanjang tahun (Fernández-Caliani, 2018; Permanajati dkk., 2018; Meshram dkk., 2019). Selain iklim, intensitas pelapukan juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lain, seperti umur, struktur, tekstur, distribusi pori, permeabilitas dan komposisi batuan induk (Alam dkk., 2012; Labus dan Bochen, 2012; Bazilevskaya dkk.,2013; Garzanti dkk., 2014; Irzon dan Abdullah, 2018). Pada umumnya, suatu profil pelapukan dapat dibagi menjadi beberapa horizon dari bawah ke atas searah pelapukan, yaitu batuan induk, saprolit, laterit, dan soil (Gambar 1). Lebih lanjut, profil pelapukan dapat diklasifikasi menjadi lebih banyak horizon berdasarkan ragam kenampakan megaskopisnya di lapangan (Fernández-Caliani, 2018; Ohandja dkk., 2020; Tupaz dkk., 2020). Ragam mineral sekunder seperti oksida besi, bauksit, dan kaolinit lazim terjadi akibat pelapukan mineral kaya besi, mineral berkadar alumina tinggi, dan Kfelspar secara berurutan (Abedini dan Calagari, 2016). Oleh sebab itu, terdapat mobilisasi unsur yang berasosiasi terhadap proses pelapukan karena pembentukan mineral sekunder tersebut. Meskipun pada awalnya Unsur Tanah Jarang (UTJ) dianggap resisten terhadap alterasi, kelompok unsur ini justru dapat terkayakan pada mineral sekunder yang berasosiasi dengan pelapukan seperti monasit, cerianit, alanit, dan xenotim (Du dkk., 2012; Abedini dan Calagari, 2016; FernándezCaliani, 2018; dos Santos dkk., 2019). Fakta tersebut mendorong penelitian selanjutnya hingga ditemukan deposit 38 unsur tanah jarang (UTJ) tipe ionadsorption pada beberapa wilayah Asia Tenggara (Yussof dkk., 2013; Sanematsu dkk., 2015; Handoko dan Sanjaya, 2018; Yaraghi dkk., 2020). Penelitian-penelitian tersebut menyimpulkan bahwa terdapat kemungkinan pengayaan jumlah UTJ pada horizon pelapukan tertentu dibandingkan dengan batuan induknya. Gambar 1. Beberapa horizon yang secara umum terdapat pada suatu profil pelapukan batuan (modifikasi dari Irzon dkk. (2016)) Wilayah Sumatra kini adalah hasil amalgamasi Lempeng West Sumatra yang merupakan pecahan dari Cathaysia dan barat Lempeng Sibumasu yang berasal dari Gondwana (Metcalfe, 2017; Irzon dkk., 2020). Bagian dari Sumatra yang merupakan wilayah West Sumatra dan Sibumasu dipisahkan oleh garis imajiner yang disebut Medial Sumatra Tectonic Zone (MSTZ). Batuan tertua yang tersingkap di Sumatra diperkirakan berumur Paleozoikum dan terdiri dari batuan metamorfik maupun batuan intrusif. Kedua jenis batuan tersebut terus terbentuk hinggga zaman Kuarter dan melibatkan beberapa lempeng samudra maupun benua, yaitu Palaeo-Tethys, Meso-Tethys, India-Australia, West Sumatra, dan Sibumasu. Jajaran Bukit Barisan terbentuk akibat penunjaman Lempeng Samudra India-Australia ke bawah Lempeng West Sumatra sejak periode Eosen (Zulkarnain, 2016; Liu dkk., Buletin Sumber Daya Geologi Volume 16 Nomor 1 - 2021 : 37 - 51 MAKALAH ILMIAH 2019). Penunjaman tersebut masih berlangsung hingga kini dengan rerata kecepatan 5,7 cm/tahun (Liu dkk., 2019). Pulau Sumatra dilintasi oleh ekuator dan merupakan pulau terbesar ke-6 di dunia. Seluruh wilayah Sumatra berada tidak jauh dari garis ekuator sehingga beriklim tropis yang sangat rentan terhadap pelapukan. Penelitian mengenai korelasi pelapukan terhadap perubahan komposisi batuan pada pulau-pulau di bagian timur S (...truncated)